天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與技術(shù)
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- 作者：汪春霆 等
- 出版時(shí)間：2021/12/1
- ISBN：9787115559869
- 出 版 社：人民郵電出版社
- 中圖法分類：TN915
- 頁(yè)碼：489
- 紙張：
- 版次：01
- 開本：小16開
天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)作為未來(lái)推動(dòng)各行各業(yè)數(shù)字化、移動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展的普適性基礎(chǔ)設(shè)施，將以極強(qiáng)的滲透性和帶動(dòng)性，極大地加快全球社會(huì)的轉(zhuǎn)型與創(chuàng)新發(fā)展。針對(duì)天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)，本書介紹了其概念、發(fā)展歷程以及發(fā)展趨勢(shì)，然后對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、傳輸技術(shù)、鏈路預(yù)算、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、管理控制技術(shù)、空間節(jié)點(diǎn)技術(shù)、信關(guān)站技術(shù)以及工程保障等方面的內(nèi)容進(jìn)行了深入的介紹。
本書適合衛(wèi)星通信及地面移動(dòng)通信行業(yè)從業(yè)人員、相關(guān)專業(yè)的高等院校師生以及需要了解天基信息網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的普通大眾讀者和金融、法律、咨詢、戰(zhàn)略研究等方向的從業(yè)人員閱讀。
天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與技術(shù) 作為該領(lǐng)域體系化闡述天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)的論著，歸納了總結(jié)該領(lǐng)域的新態(tài)勢(shì)和發(fā)展趨勢(shì)。提出了一套完整的天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)構(gòu)想，給出了傳輸、組網(wǎng)、管控等主要關(guān)鍵技術(shù)實(shí)施途徑，論述空間段衛(wèi)星平臺(tái)和有效載荷、地面段關(guān)口站以及工程配套方案，對(duì)相關(guān)領(lǐng)域科技創(chuàng)新和工程實(shí)施均具有很強(qiáng)的指導(dǎo)性。
本書緊扣我國(guó)目前相關(guān)領(lǐng)域重大項(xiàng)目、重大工程研制和建設(shè)進(jìn)程，反映了我國(guó)在該領(lǐng)域的發(fā)展思路、技術(shù)路線以及未來(lái)規(guī)劃，為讀者系統(tǒng)性了解我國(guó)該領(lǐng)域相關(guān)情況提供了途徑。
汪春霆
工學(xué)博士，研究員級(jí)高級(jí)工程師，博士生導(dǎo)師，中國(guó)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)有限公司科技委副主任、高級(jí)副總設(shè)計(jì)師。曾獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，國(guó)防科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，河北省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，通信學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)等。擔(dān)任中國(guó)電子學(xué)會(huì)通信分會(huì)副主任委員，中國(guó)通信學(xué)會(huì)衛(wèi)星通信專業(yè)委員會(huì)副主任委員。主要研究方向?yàn)樾l(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)。
第 1 章 概述 001
1.1 概念內(nèi)涵 002
1.2 發(fā)展歷程 002
1.2.1 衛(wèi)星通信網(wǎng) 002
1.2.2 地面互聯(lián)網(wǎng) 010
1.2.3 地面移動(dòng)通信網(wǎng) 011
1.2.4 天地融合網(wǎng)絡(luò) 013
1.3 未來(lái)發(fā)展趨勢(shì) 017
參考文獻(xiàn) . 019
第 2 章 系統(tǒng)架構(gòu) . 021
2.1 系統(tǒng)組成 022
2.2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 024
2.2.1 面向?qū)拵ㄐ诺木W(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 024
2.2.2 面向數(shù)據(jù)中繼的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 031
2.2.3 面向移動(dòng)通信的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 037
2.2.4 天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 045
2.3 傳輸組網(wǎng) 048
2.3.1 傳輸技術(shù) 048
2.3.2 組網(wǎng)技術(shù) 057
2.4 應(yīng)用服務(wù) 064
2.4.1 概念 064
2.4.2 功能 065
2.4.3 組成 067
2.5 安全防護(hù) 075
2.5.1 概念 075
2.5.2 功能 077
2.5.3 組成 077
2.6 運(yùn)維管控 079
2.6.1 概念 079
2.6.2 功能 079
2.6.3 組成 080
參考文獻(xiàn) . 083
第 3 章 傳輸技術(shù) . 085
3.1 信道編譯碼 086
3.1.1 卷積碼 087
3.1.2 RS 碼 090
3.1.3 卷積+RS 串行級(jí)聯(lián)碼 092
3.1.4 Turbo 碼 093
3.1.5 LDPC 碼 . 095
3.2 數(shù)字載波調(diào)制 106
3.2.1 二進(jìn)制移位相控. 106
3.2.2 四相移相鍵控（QPSK) . 108
3.2.3 M 進(jìn)制移相鍵控（MPSK) 111
3.2.4 M 進(jìn)制正交幅度調(diào)制（MQAM） 113
3.2.5 M 進(jìn)制幅度相位調(diào)制（MAPSK） . 116
3.2.6 OFDM 調(diào)制 118
3.2.7 OTFS 調(diào)制 121
3.2.8 OTFS 變換（ISFFT） . 123
3.2.9 Heisenberg transform 124
3.2.10 信道傳輸和接收 . 124
3.2.11 Wigner transform 125
3.2.12 OTFS 變換（SFFT） . 126
3.3 自適應(yīng)編碼調(diào)制 126
3.3.1 自適應(yīng)編碼調(diào)制原理 126
3.3.2 等效信噪比映射 128
3.4 衛(wèi)星多址技術(shù) 130
3.4.1 頻分多址接入技術(shù) 131
3.4.2 時(shí)分多址接入技術(shù) 132
3.4.3 MF-TDMA 多址接入技術(shù) 133
3.4.4 碼分多址接入技術(shù) 134
3.4.5 空分多址接入技術(shù) 136
3.4.6 新型多址接入技術(shù) 136
參考文獻(xiàn) . 144
第 4 章 鏈路預(yù)算 . 147
4.1 微波鏈路 148
4.1.1 傳輸鏈路基本概念 148
4.1.2 噪聲溫度 156
4.1.3 地球站主要特性 161
4.1.4 衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器主要特性 170
4.1.5 空間傳播主要特性 172
4.1.6 透明轉(zhuǎn)發(fā)器鏈路預(yù)算 193
4.1.7 再生處理轉(zhuǎn)發(fā)器鏈路預(yù)算 205
4.1.8 多波束鏈路預(yù)算 207
4.2 激光鏈路 214
4.2.1 基本概念 214
4.2.2 發(fā)射機(jī)主要特性 215
4.2.3 接收機(jī)主要特性 217
4.2.4 激光空間傳輸主要特性 219
4.2.5 激光鏈路預(yù)算 224
參考文獻(xiàn) . 229
第 5 章 網(wǎng)絡(luò)技術(shù) . 231
5.1 天地融合組網(wǎng)技術(shù) 233
5.1.1 IP 適應(yīng)性問(wèn)題 233
5.1.2 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)與編址 235
5.1.3 天基網(wǎng)絡(luò)路由轉(zhuǎn)發(fā) 246
5.1.4 天地一體化組網(wǎng)控制 . 252
5.2 泛在移動(dòng)性管理技術(shù) 258
5.2.1 移動(dòng)性管理問(wèn)題. 258
5.2.2 地面網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性管理 . 259
5.2.3 天基網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性管理 . 265
5.2.4 天地融合網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性管理 . 269
5.3 網(wǎng)絡(luò)資源管理與控制技術(shù) 270
5.3.1 資源管理需求與挑戰(zhàn) . 270
5.3.2 無(wú)線網(wǎng)資源管理與分配 . 272
5.3.3 天地一體化網(wǎng)絡(luò)資源管理 . 272
5.3.4 端到端業(yè)務(wù)傳輸與 QoS 保證 278
5.4 網(wǎng)絡(luò)計(jì)算與服務(wù)技術(shù) 282
5.4.1 服務(wù)化需求與挑戰(zhàn) . 282
5.4.2 天地協(xié)同分布式計(jì)算環(huán)境 . 282
5.4.3 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)智能推送 . 284
5.4.4 應(yīng)用服務(wù)性能優(yōu)化 . 286
5.5 天地網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)技術(shù) 287
5.5.1 天地網(wǎng)絡(luò)安全保密風(fēng)險(xiǎn) . 287
5.5.2 天地網(wǎng)絡(luò)與安全防護(hù)主要融合機(jī)制 . 288
5.5.3 網(wǎng)絡(luò)身份管理與實(shí)體認(rèn)證技術(shù) . 289
5.5.4 信息安全傳輸技術(shù) . 292
參考文獻(xiàn) . 299
第 6 章 管理控制技術(shù) . 301
6.1 管理控制技術(shù)體系 303
6.1.1 地面網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)體系 . 303
6.1.2 衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)控制體系 . 308
6.1.3 天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)管控體系構(gòu)想 . 311
6.2 管理控制協(xié)議技術(shù) 313
6.2.1 衛(wèi)星遙測(cè)遙控協(xié)議 . 313
6.2.2 高級(jí)在軌系統(tǒng)協(xié)議 . 315
6.2.3 簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP） 316
6.2.4 其他網(wǎng)管協(xié)議 318
6.2.5 天地一體化網(wǎng)管協(xié)議設(shè)計(jì)要求 . 319
6.3 代理實(shí)現(xiàn)技術(shù) 320
6.3.1 天基節(jié)點(diǎn)管理控制技術(shù) 320
6.3.2 地基節(jié)點(diǎn)管理控制技術(shù) 321
6.4 管控中心實(shí)現(xiàn)技術(shù) 322
6.4.1 管控中心軟件架構(gòu) 322
6.4.2 天地一體的資源管理技術(shù) 324
6.5 管理新技術(shù) 325
6.5.1 分布式大規(guī)模管控?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù) 325
6.5.2 跨域故障特征識(shí)別和關(guān)聯(lián)性挖掘技術(shù) . 325
6.5.3 基于深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的跨域故障定位技術(shù) . 326
6.5.4 基于機(jī)器學(xué)習(xí)的多根源告警分析技術(shù) . 327
參考文獻(xiàn) . 327
第 7 章 空間節(jié)點(diǎn)技術(shù) . 329
7.1 空間節(jié)點(diǎn)平臺(tái) 330
7.1.1 大型衛(wèi)星平臺(tái) 331
7.1.2 中小型衛(wèi)星平臺(tái) 337
7.1.3 電推進(jìn)衛(wèi)星平臺(tái) 339
7.1.4 臨近空間平臺(tái) 344
7.1.5 平臺(tái)的發(fā)展趨勢(shì)分析 348
7.2 有效載荷技術(shù)概述 350
7.3 高通量載荷 352
7.4 多波束相控陣載荷 357
7.5 激光通信載荷 365
7.5.1 激光通信的發(fā)展現(xiàn)狀 366
7.5.2 激光通信終端設(shè)計(jì) 369
7.5.3 激光通信捕獲技術(shù) 376
7.5.4 激光通信的發(fā)展趨勢(shì) 378
7.6 太赫茲載荷 381
7.7 有效載荷發(fā)展趨勢(shì)分析 386
參考文獻(xiàn) . 388
第 8 章 信關(guān)站技術(shù) . 391
8.1 概述 . 392
8.2 典型系統(tǒng)信關(guān)站 393
8.2.1 Inmarsat-4 BGAN 信關(guān)站 393
8.2.2 Iridium 信關(guān)站 399
8.2.3 iDirect 系統(tǒng)主站 403
8.3 GEO 高通量衛(wèi)星信關(guān)站技術(shù) 407
8.3.1 高通量衛(wèi)星信關(guān)站部署方法 . 407
8.3.2 信關(guān)站饋電鏈路抗雨衰技術(shù) . 413
8.4 衛(wèi)星地面網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù) 418
8.4.1 網(wǎng)絡(luò)虛擬化相關(guān)技術(shù) . 418
8.4.2 地面信關(guān)站組網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù) . 421
8.4.3 信關(guān)站功能虛擬化技術(shù) . 424
參考文獻(xiàn) . 426
第 9 章 工程保障 . 427
9.1 衛(wèi)星軌道 428
9.1.1 軌道特性 428
9.1.2 描述軌道的術(shù)語(yǔ)和方法 . 432
9.1.3 軌道類型 436
9.1.4 通信衛(wèi)星可用的軌道 . 438
9.1.5 軌道的攝動(dòng) 446
9.1.6 靜止衛(wèi)星的位置保持 . 448
9.2 頻率規(guī)劃與協(xié)調(diào) 451
9.2.1 衛(wèi)星通信業(yè)務(wù) 451
9.2.2 衛(wèi)星通信的頻率劃分 . 453
9.2.3 規(guī)則與條款 453
9.3 火箭和發(fā)射場(chǎng) 459
9.3.1 運(yùn)載火箭 459
9.3.2 發(fā)射場(chǎng) 467
9.4 航天器測(cè)控 469
9.4.1 概念 469
9.4.2 測(cè)控系統(tǒng)組成 470
9.4.3 測(cè)控體制 472
9.4.4 測(cè)量體制 477
參考文獻(xiàn) . 480
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